În noul episod al podcastului Green Report, Valentin Zaharia, Directorul Tehnic și Performanță la Veolia România, discuta împreună cu moderatoarea Raluca Fișer despre cum energia geotermală poate transforma modul în care încălzim și răcim clădirile, aducând beneficii ecologice și economice semnificative.
Energia geotermală este o sursă regenerabilă de energie termică stocată în interiorul Pământului, provenind din procesele naturale de încălzire ale scoarței terestre.
Aceasta reprezintă o soluție eficientă și sustenabilă pentru încălzirea clădirilor, producerea de electricitate și utilizarea în diverse aplicații industriale.
În comparație cu alte surse de energie, energia geotermală are avantajul de a fi constant regenerată de activitățile interne ale Pământului, ceea ce o face o resursă inepuizabilă pe termen lung.
Tehnologiile moderne, cum ar fi pompe de căldură geotermale, permit extragerea acestei energii din sol, unde temperatura rămâne constantă pe tot parcursul anului, indiferent de condițiile meteo externe.
Aceasta nu doar că este o opțiune prietenoasă cu mediul, având un impact ecologic minim, dar este și economică, contribuind la reducerea costurilor de încălzire și răcire a clădirilor.
Într-un context global în care tranziția către surse de energie verde devine tot mai urgentă, energia geotermală se prezintă ca o soluție de viitor.
Despre energia geotermala, dar si despre alte tipuri de energie verde, Green Report a stat de vorbă cu Valentin Zaharia, director tehnic și performanță la Veolia România, într-un nou episod de podcast Green Report.
Cum poate fi definită performanța energetică?
În cadrul grupului Veolia, departamentul de Performanță are un rol esențial, reprezentând obiectivul principal al activității zilnice în toate operațiunile desfășurate.
Performanța este abordată pe mai multe planuri, fiecare dintre acestea având un impact semnificativ asupra calității și eficienței serviciilor prestate.
În primul rând, se pune accent pe performanța tehnică, specifică fiecărei activități, de la apă și energie, până la gestionarea deșeurilor.
Aceasta este măsurată prin indicatori de performanță clar definiți, precum randamentul rețelei de apă sau consumul specific de energie al unui sistem de tratare a apei sau al unei stații de epurare.
Pe lângă aspectele tehnice, performanța financiară joacă un rol central.
„Este esențial să evaluăm cât de bine se produce raportat la nevoile clientului, dar și costurile de exploatare implicate. Astfel, în cadrul Veolia, performanța este analizată pe trei direcții fundamentale: costuri, riscuri și indicatori tehnici”, spune Valentin Zaharia.
Înglobând aceste trei dimensiuni, compania urmărește să atingă un obiectiv global de performanță, care reflectă atât eficiența operațională, cât și sustenabilitatea și beneficiile economice pe termen lung.
În contextul actual al reglementărilor mai stricte și al creșterii costurilor energetice, Veolia România a implementat o serie de soluții pentru a-și reduce consumul de energie și impactul asupra mediului.
Printre acestea se numără utilizarea biogazului pentru producția de energie la stațiile de epurare, cu un exemplu semnificativ la stația Glina, care este cel mai mare producător de energie verde din zona Ilfov, având o putere instalată de 6 MW.
În plus, compania utilizează micro-hidrocentrale pentru a recupera energia din procesele de tratare a apei, precum și panouri fotovoltaice instalate pe 8 locații, cu o putere totală de 10 MW.
În prezent, Veolia acoperă aproximativ 40% din consumul propriu de energie electrică pe site-urile sale din zona București-Ilfov, cu un procent semnificativ din această energie provenind din surse regenerabile.
De exemplu, la stația de epurare de la Glina, producția de energie verde poate acoperi până la 80% din consumul de energie al acesteia.
Totuși, aceste inițiative, care contribuie la reducerea dependenței de sursele externe de energie, rămân parte a unui proces continuu de adaptare la cerințele de sustenabilitate și eficiență energetică în contextul unui peisaj economic și legislativ în schimbare.
Obiectivul grupului Veolia este de a deveni neutru din punct de vedere climatic până în 2050, un țel pe care îl consideră realizabil, având în vedere structura operațională din România, care nu include producție de energie termică și electrică pe bază de cărbune.
În schimb, pentru alte piețe europene, cum sunt Franța, Polonia și Cehia, tranziția de la cărbune la surse de energie mai ecologice, parțial intermediată de gaz, reprezintă o provocare importantă.
În România, însă, obiectivul este chiar mai ambițios: compania își propune să devină neutră din punct de vedere climatic până în 2035.
Pentru a atinge acest obiectiv pe termen scurt, Veolia se concentrează pe două direcții principale: optimizarea performanței și utilizarea surselor de energie verde.
Pe de o parte, compania lucrează la reducerea consumului de energie prin implementarea de echipamente mai eficiente și sisteme automate care să optimizeze continuu consumul de energie electrică.
Pe de altă parte, energia achiziționată din piața liberă este certificată verde, garantându-se că aceasta provine din surse regenerabile, precum hidroenergie, energie solară și biogaz.
Toate construcțiile și clădirile existente la nivelul Uniunii Europene sunt responsabile de 40% din emisiile de gaze cu efect de seră.
Pentru majoritatea dezvoltatorilor și proprietarilor de clădiri, obiectivul principal nu este doar obținerea unei certificări, ci asigurarea unor costuri sustenabile pe termen lung și, tot mai frecvent, garantarea securității energetice a întreprinderilor lor.
De asemenea, crizele energetice din ultimii ani au determinat o conștientizare crescută a importanței soluțiilor energetice fiabile, care să minimizeze dependența de sursele de energie externe și să protejeze în faţa fluctuațiillor din piața energetică.
Un avantaj competitiv major pe care Veolia îl oferă este flexibilitatea în abordarea nevoilor specifice ale fiecărui client.
În loc de o soluție standard, compania propune soluții personalizate, adaptate fiecărei situații în parte, asigurându-se că designul, implementarea și operarea sunt optimizate pentru a răspunde cerințelor exacte ale clientului.
Acest model flexibil este susținut de livrarea unui proiect la cheie, ceea ce înseamnă că, pe lângă proiectare și execuție, compania se implică activ și pe termen lung în operarea și întreținerea sistemelor implementate, iar acest tip de parteneriat pe termen lung poate dura între 5 și 30 de ani.
Soluția GeoExchange
Sistemul GeoExchange este conceput pentru a extrage energie termică din pământ și a o utiliza pentru încălzire, răcire și producerea de apă caldă menajeră, într-un mod eficient și sustenabil.
Componentele principale ale sistemului includ sondele geotermale, pompele de căldură și infrastructura de distribuție a agentului termic.
Componentele cheie ale sistemului GeoExchange
- Captarea energiei din pământ: Energia geotermală se extrage prin sonde geotermale instalate la o adâncime de aproximativ 100-150 de metri sub suprafața terenului, unde temperatura solului rămâne constantă pe tot parcursul anului, în jur de 10-13 grade Celsius. Sondele sunt plasate în bucle închise, prin care circulă un agent frigorific (apă, glicol sau alt lichid), care preia căldura din sol.
- Pompa de căldură: După ce energia termică este captată de la sol, aceasta ajunge la unitatea de pompă de căldură, care funcționează pe principiul unui schimbător de căldură. Pompa de căldură are rolul de a transfera energia termică preluată din pământ și de a o transforma în apă caldă, apă rece sau căldură, în funcție de necesitățile clădirii. Acesta poate funcționa în ambele direcții, pentru încălzire sau răcire, similar unui sistem de aer condiționat.
- Distribuția agentului termic: După ce agentul termic este produs (căldură sau răcire), acesta este distribuit către interiorul clădirii printr-un sistem de țevi, calorifere sau alte echipamente specifice, în funcție de necesitățile fiecărui client.
De ce este o soluţie mai eficientă decât altele?
În cazul sistemului GeoExchange, cu un coeficient de performanță (COP) de 4,5 – adică pentru fiecare kW de energie electrică consumat, sistemul produce 4,5kW de energie termică – eficiența este semnificativ mai mare decât alte soluții, cum ar fi pompele de căldură aer-apă, care au un COP de aproximativ 2,5kW.
Comparativ, soluțiile pe gaz sunt mult mai puțin eficiente, cu un coeficient de performanță de 0,95, ceea ce înseamnă că pentru fiecare unitate de energie consumată din gaz, se produce o unitate de energie termică, iar soluțiile pe bază de combustibili fosili nu sunt considerate „verzi” din punct de vedere al impactului asupra mediului.
În plus, există și diferențe de costuri:
- Costul inițial: Investiția inițială într-un sistem geotermal (GeoExchange) este mai mare decât într-un sistem pe gaz sau pe aer-apă, datorită complexității sondei geotermale și a instalației necesare. Totuși, acest cost suplimentar este amortizat pe termen lung datorită economiilor la facturile de energie.
- Costurile operaționale și de mentenanță: Sistemele GeoExchange au costuri operaționale reduse, fiind mult mai eficiente pe termen lung. Mentenanța pentru sistemele geotermale este minimă comparativ cu alte soluții, precum centralele pe gaz, care necesită întreținere regulată, combustibil și pot implica costuri suplimentare în caz de defecțiuni sau avarii.
- Evoluția prețurilor energiei: Un factor important în calcularea costurilor pe termen lung este evoluția prețurilor la energie. În prezent, prețul energiei electrice pentru consumatorii finali ajunge la aproximativ 180 de euro pe MWh, în timp ce gazul se situează în jurul valorii de 60-80 de euro pe MWh.
- Deși prețul gazului este mai mic decât cel al energiei electrice, soluțiile bazate pe gaz sunt mai puțin eficiente și mai poluante, iar această diferență de eficiență se reflectă în costurile de operare pe termen lung.
Costul soluției GeoExchange este în general mai mare decât cel al unei soluții clasice, diferența constând în principal în realizarea sondelor geotermale necesare extragerii energiei din pământ.
În schimb, partea de echipamente, cum ar fi pompele de căldură și sistemele de distribuție, este similară între cele două soluții.
Comparativ cu sistemele clasice alimentate cu gaz, soluțiile geotermale prezintă un avantaj semnificativ din punct de vedere al impactului asupra mediului, deoarece nu generează emisii de CO2.
Pe termen lung, însă, prețul gazului și al certificatelor de CO2 trebuie luat în considerare.
Certificările de CO2 vor deveni din ce în ce mai costisitoare, ceea ce va face soluțiile pe bază de gaz mai puțin atractive financiar, iar consumatorii vor fi obligați să plătească aceste costuri suplimentare, atât în sectorul industrial, cât și în cel rezidențial.
„Prețul certificatelor de CO2 cu siguranță va crește, hai să nu zicem exponențial, dar va fi constant crescător. În prezent, consumatorul casnic nu plătește certificate de CO2. Ceea ce nu cred că se va mai întâmpla pentru mult timp, pentru că, indiferent că vorbim despre un client industrial sau consumator casnic, nivelul de poluare este același”, avertizează Zaharia.
Sistemele GeoExchange au o durată de viață de cel puțin 50 de ani, iar sondelor geotermale sunt garantate pentru această perioadă, cu performanțe dovedite de până la 100 de ani în testele producătorilor.
De exemplu, la un centru auto din București, instalat în 2007-2008, sistemele funcționează și în prezent.
Chiar dacă soluția este implementată de abia după anul 2000, cea mai mare instalație din România confirmă eficiența pe termen lung, iar durata de viață estimată depășește 50 de ani.
„Cea mai mare instalație din România este la Centrul Laser de la Măgurele și care funcționează prin intermediul a 1.100 de sonde geotermale. Aceasta asigură încălzirea și răcirea întregului amplasament. Sonda are un diametru de 160mm. Iar ulterior este cimentată cu un ciment special, cu un coeficient de transfer termic cât mai ridicat. Este stabil 100%. O dată făcută proba de presiune nu pot apărea variații”, spune Valentin.
Ce rol are solul?
Soluția GeoExchange este eficientă în majoritatea solurilor, dar costurile variază în funcție de tipul de sol.
Solurile nisipoase și argiloase permit un schimb termic bun, în timp ce rocile dure sau cu intercalări de rocă durează mai mult și costă mai mult.
De asemenea, solurile cu flux de apă subterană îmbunătățesc performanța sistemului.
Testele de răspuns termic ajută la optimizarea soluției.
Cât costa sistemul pentru un spațiu de 500 de metri pătrați?
Pentru o instalație de 500 de metri pătrați, costurile se compară astfel: pentru un sistem clasic cu centrală pe gaz și chiller [instalații de climatizare destinate răcirii, folosite împreună cu echipamente precum centralele de tratare a aerului, ventiloconvectoare sau perdele de aer, n.red.] sau VRF [sistem de aer conditionat multizonal ce controleaza debitul variabil al agentului frigorific, n.red.], investiția este de aproximativ 30.000 de euro.
Pentru o soluție cu pompe de căldură aer-apă, costul ajunge între 40.000 și 50.000 de euro.
În cazul unui sistem GeoExchange, investiția suplimentară față de pompe de căldură este de aproximativ 5.000-10.000 de euro.
Pe un orizont de 10 ani, soluția GeoExchange poate reduce costurile anuale cu 30% față de pompe de căldură și cu 50% față de soluțiile pe gaz.
În plus, impactul asupra mediului este mult mai scăzut, iar sistemul poate fi completat cu panouri fotovoltaice pentru a deveni independent energetic sau chiar prosumator.
Cum arată mentenanța
Mentenanța pentru soluțiile GeoExchange este mai redusă decât în cazul altor sisteme, deoarece nu necesită echipamente precum regulatoare de presiune, ca în cazul centralelor pe gaz.
Comparativ cu pompele de căldură aer-apă, care necesită întreținere anuală a unităților exterioare, pompele sol-apă necesită intervenții doar pe baza numărului de ore de funcționare.
Sondele, fiind într-o buclă închisă, nu necesită întreținere, atâta timp cât regimul de presiune rămâne constant și agentul termic este controlat.
Implementarea sistemului GeoExchange pentru blocurile existente, precum cele construite în anii ’60, depinde în principal de disponibilitatea unui spațiu pentru instalarea sondelor geotermale.
Fiecare sondă necesită aproximativ 25 de metri pătrați, ceea ce poate fi o provocare în zonele urbane aglomerate.
Dacă există spațiu disponibil, soluția poate fi adaptată, inclusiv prin modernizarea punctelor termice existente, utilizând echipamente sol-apă în locul centralelor pe gaz sau schimbătoarelor de căldură.
Conceptul de Hubgrade
Conceptul de Hubgrade implementat de Veolia se aplică în toate segmentele sale de activitate – apă, energie și deșeuri, având ca scop sprijinirea clienților în atingerea obiectivelor de eficiență energetică.
În România, acest concept se traduce prin îmbunătățirea operațiunilor gestionate de companie și prin furnizarea de soluții personalizate pentru clienți, cu accent pe monitorizarea consumului și reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră.
Primul pas esențial este colectarea datelor de consum în mod continuu, nu doar volumetric.
Pentru consumatorii casnici care dispun de contoare inteligente, primul pas în analiza consumului energetic este accesarea istoricului acestora.
Operatorul de distribuție poate furniza datele de consum electric pentru ultimul an, detaliate pe intervale orare.
Este esențială analiza unei perioade de minim un an pentru a surprinde variațiile sezoniere, precum diferențele între consumul din sezonul rece și cel din sezonul cald.
În cazul consumului de gaz, istoricul pe ultimele 12 luni oferă o bază similară pentru evaluare.
Pentru clienții industriali sau mari consumatori, cum ar fi spitalele sau halele frigorifice, situația devine mai complexă.
Aici, consumul de energie este semnificativ mai mare și adesea specific proceselor tehnologice.
În astfel de cazuri, se impune o monitorizare mai detaliată, de exemplu, la nivel de echipament individual sau de subconsumator.
În majoritatea situațiilor, însă, aceste date sunt deja colectate prin sistemele de automatizare existente în echipamentele precum chillerele sau centralele pe gaz.
Aceste date pot fi captate prin soluții IoT [rețeaua de obiecte fizice care conțin senzori, software și alte tehnologii, în scopul conectării și schimbului de date cu alte dispozitive și sisteme de pe internet, n.red.] și trimise către platforme centralizate în cloud, unde pot fi organizate și analizate cu ajutorul algoritmilor avansați.
Această abordare permite identificarea unor soluții de îmbunătățire a eficienței energetice și reducerea costurilor, bazată pe date reale și detaliate.
Soluții pentru cladiri publice
Multe clădiri publice și spitale din România se confruntă cu probleme serioase din cauza echipamentelor și instalațiilor foarte vechi.
Este suficient să observăm numeroasele aparate de aer condiționat montate pe fațadele acestor clădiri, indicând lipsa unui sistem centralizat optimizat.
Un sistem de climatizare modern și adaptat nevoilor clădirii ar funcționa mult mai eficient decât un aparat de aer condiționat individual, care poate avea un COP (coeficient de performanță) de doar 1.
Din păcate, implementarea unor astfel de soluții moderne este îngreunată de procesele administrative complexe.
Deși conducerea instituțiilor publice înțelege nevoia și beneficiile acestor schimbări, sunt necesari numeroși pași birocratici: realizarea de studii și audituri energetice, elaborarea studiilor de fezabilitate, scrierea caietelor de sarcini și a aplicațiilor de finanțare.
Toate aceste etape premergătoare întârzie semnificativ implementarea soluțiilor care ar putea îmbunătăți eficiența energetică și confortul clădirilor publice.
„Am realizat modernizare a sistemului de încălzire și răcire la căminul de bătrâni din Alba Iulia, o clădire de aproximativ 20.000 metri pătrați, dotată prealabil cu sistem de panouri fotovoltaice. Cu cât a scăzut factura? Păi, a mai rămas cam 5% din cât aveau înainte. Sunt diferențe colosale între soluția veche, cu motoare cu cazane pe gaz, aere condiționat în fiecare încăpere. Acolo, în acel în acel proiect, au fost foarte bine consiliați, astfel încât au introdus, practic, nu doar schimbarea sursei de energie, ci și înlocuirea tuturor instalațiilor interioare”, exemplifică Zaharia.
Pentru spitale, soluțiile energetice trebuie adaptate la specificul acestora, mai ales din cauza consumului ridicat de apă caldă necesar pentru igiena personalului, pacienți și sterilizare.
O opțiune optimă este combinarea unei soluții GeoExchange pentru acoperirea consumului de bază cu utilizarea gazului pentru vârfurile de consum.
În plus, o soluție inovatoare aplicată în spitale este recuperarea de energie din sistemul de canalizare. Apa caldă menajeră evacuată în canalizare este utilizată pentru a recupera energie înainte de a fi eliberată în rețeaua publică.
Această energie este reintegrată în sistemul spitalului, reducând astfel consumul de resurse și promovând economia circulară.
Cum arata viitorul sistemelor de încălzire și răcire
Obiectivul principal la nivel guvernamental și comunitar ar trebui să fie implementarea conceptului de Virtual Power Plant (VPP), o soluție integrată care combină monitorizarea continuă a consumului, producția de energie, optimizarea utilizării echipamentelor și distribuția inteligentă a energiei.
De exemplu, prin Hubgrade, deja se monitorizează consumul și producția, iar sistemele funcționează automat pentru a asigura eficiența energetică maximă.
În zona de producție, România se bazează pe energie hidro, însă viitorul va aduce noi capacități din energie nucleară, biomasă și biogaz, surse regenerabile precum solarul și eolianul.
De exemplu, fermele agricole pot valorifica potențialul ridicat de producție a biogazului.
Totuși, dezvoltarea acestor surse este condiționată de modernizarea rețelelor de distribuție.
În prezent, peste 60% dintre acestea își vor depăși durata de viață în următorii patru ani, necesitând investiții masive și lucrări complexe pentru a sprijini tranziția energetică.
Soluții pentru acasă
Pentru o casă sau un apartament, mixul ideal de soluții ar include:
- Panouri fotovoltaice pentru producerea de energie solară, reducând dependența de rețeaua electrică.
- Sistem GeoExchange (cu pompă de căldură), dacă există spațiu suficient în curte pentru sondarea geotermală, este o soluție eficientă pentru încălzire și răcire. Pompele de căldură aer-apă sunt o alternativă dacă nu există spațiu pentru sondarea geotermală.
- Centrale pe gaz nu sunt necesare în majoritatea cazurilor, dar pot fi adăugate pentru vârfuri de consum, împreună cu un rezervor tampon pentru a asigura autonomie.
Soluțiile energetice sustenabile pot fi ajustate în funcție de spațiu și necesitățile de consum ale fiecărei gospodării.
„Când interacționăm cu un client, este esențial să stabilim de la început care este temperatura ideală pentru confortul termic al acestuia, deoarece necesitățile variază. De exemplu, unii clienți pot prefera 18 grade, iar alții 24 sau 26 de grade. Deși există norme pentru aceste valori, de obicei, exigențele sunt mai mari decât standardele, ceea ce duce la o supra-dimensionare a sistemelor.
De asemenea, mulți clienți preferă temperaturi extrem de scăzute, precum 16-18 grade, în timpul verii, ceea ce este ineficient pentru echipamente și consumul de energie.
De fapt, diferența de confort între 20 și 21 grade este minimă, iar setarea unui termostat la temperaturi mai moderate este mult mai eficientă din punct de vedere al consumului”, spune Valentin Zaharia.
Întrebat de Green Report ce-și dorește pentru viitorul energetic al României, Valentin a spus că valorificarea deșeurilor ar fi un pas uriaș înainte.
Valorificarea deșeurilor reprezintă viitorul, un model esențial pe care ar trebui să-l adoptăm rapid, inspirându-ne din exemplul țărilor dezvoltate, precum Japonia, Taiwan, Coreea de Sud, dar și din alte state din Vestul Europei.
Aceste țări valorifică eficient nu doar deșeurile municipale, ci și deșeurile industriale și căldura reziduală din mari fabrici, care adesea este pierdută, dar poate fi reutilizată cu un impact semnificativ asupra comunității.
În acest context, viitorul în termoficare se află în rețelele de termoficare de a cincea generație, care utilizează multiple surse de energie, nu doar surse tradiționale.
Acestea includ energii regenerabile, GeoExchange, căldura reziduală din procese industriale și, desigur, valorificarea deșeurilor.
De exemplu, în Belgrad, Veolia are un parteneriat cu municipalitatea pentru a prelua groapa de gunoi și a valorifica deșeurile, modernizându-le pentru a furniza energie termică la prețuri foarte scăzute.
În România, există un mare potențial de valorificare a deșeurilor, mai ales în contextul închiderii gropilor de gunoi și al încetării depozitării necontrolate a deșeurilor, care poate fi atins, măcar parțial, în următorii zece ani.
Vezi aici podcastul.
#ecoinovatie #energiegeotermala #termoficaresustenabila #geoexchange #sustenabilitate #Veolia #hubgrade #circulareconomy #geotermalenergy #energyfromwaste #greensolutions
